電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工(gong)藝流程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因(yin)此(ci)，被(bei)廣泛用作電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔(rong)(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由于大(da)量(liang)塵料飛(fei)損，使(shi)物料損耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)(hua)了(le)車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是(shi)我國(guo)電熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧化鎂的(de)含量(liang)高低和化學成分直(zhi)接(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝氧化鎂得到的(de)品(pin)級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比例，必須對(dui)各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一(yi)種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環境(jing)得(de)到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣(qi)體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成本。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便(bian)宜(yi)，因而(er)得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水和(he)(he)石灰乳作用(yong)生產氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法也可以(yi)制得輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方(fang)面為了(le)降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺(chi)(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等決定(ding)它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)(de)(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電弧產生高溫而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電弧熔融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂石(shi)作原(yuan)料(liao)有(you)一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂石(shi)的主要成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩(liang)個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一(yi)方面(mian)，由(you)于在電(dian)熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石墨(mo)粉末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在三(san)電(dian)極(ji)(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji)(ji))的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃(ran)燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克(ke)服(fu)單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔點(dian))就(jiu)會(hui)由(you)固體變成(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)水耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計(ji)數(shu)據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔